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문제 정의
- 본 연구에서 화원 모델로 적용한 MVHS 모델의 경우 화재 시 발생하는 연소현상을 완전연소로 가정하게 되고 이 때 발생하는 연소 생성물은 CO2 와 H2O로 국한한다. 본 연구에서는 CO의 분포를 통해 화재 시 발생하는 연소 생성물의 거동을 예측하였다.
- 본 연구에서는 화재영역으로 가정된 체적에 대하여 열원을 제공하고 화재 공간 내부의 열전달을 해석함으로써 화재 특성을 파악하였다. 또한 화재 발생으로 인한 연소생성물으 거동을 동시에 예측하기 위하여 stoichiometric 상태에서 연료 소모량에 따른 연소 생성물의 생성률과 산소 소모율을 물질 생성 및 소멸항으로 체적 열원 모델에 적용하고 종의 보존 방정식을 해석하는 수정 된 체적 열원 모델(MVHS 모델)을 사용하였다[7].
- 본 연구의 목적은 철도 터널 화재 발생 시 인명 피해와 직접 연관이 될 수 있는 구난역에 대하여 상용 수치해석 프로그램을 이용하여 터널 화재 시 연소 생성물의 거동 및 분포, 터널 내의 압력 등을 분석하여 그에 따른 제연 조건 설정 및 승객의 대피 방향을 설정 하고 보다 안전한 구난 역설계에 반영 하도록 하는 데 있다.
가설 설정
- 5는 30초 간격으로 사고 터널 내의 연소 생성물의 분포를 보여주는 그림이다. 본 연구에서 화원 모델로 적용한 MVHS 모델의 경우 화재 시 발생하는 연소현상을 완전연소로 가정하게 되고 이 때 발생하는 연소 생성물은 CO2 와 H2O로 국한한다. 본 연구에서는 CO의 분포를 통해 화재 시 발생하는 연소 생성물의 거동을 예측하였다.
- 또한 화재 발생으로 인한 연소생성물으 거동을 동시에 예측하기 위하여 stoichiometric 상태에서 연료 소모량에 따른 연소 생성물의 생성률과 산소 소모율을 물질 생성 및 소멸항으로 체적 열원 모델에 적용하고 종의 보존 방정식을 해석하는 수정 된 체적 열원 모델(MVHS 모델)을 사용하였다[7]. 본 연구에서는 위 모델을 적용하기 위하여 화재에서 발생하는 연소를 완전 연소로 가정하고 연료를 메탄(CHt)으로 가정하였다. 이에 따른 연소 반응식, 단위 체적 당 최대발열량, 연료 소모량에 따른 연소 생성물의 생성률, 산소 소모율은 Table 1에 나타내었다.
- 화재의 크기는 객차 1량이 타는 것을 기준으로 하여 길이 20m, 단면적 20.6n?의 크기를 가지며 화재의 최대 화재 강도는 Eureka 499 fire test에서 German intercity passenger railway car에 대한 실화 재시험에서 구해진 화재 강도를 설계화재 강도로 적용하여 10 MW로 적용하였으며 [6] 화재의 시나리오는 ultra-fast mode 로 가정하여 시간에 따른 발열량은 다음 식에 의해 얻어진다
- 구난역의 입구와 출구는 대기압으로처 리하였으며 화재 발생 시 팬이 작동하지 못한 최악의 상황을 해석하기 위하여 팬이 위치한 외부 환기구 또한 대기압으로 처리하였다. 터널 내부의 벽은 콘크리트로 구성된 것으로 가정하여 단열 처리하였다. 화원의 위치는 Fig.
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